摘要: 我国土壤受重金属污染的问题十分突出，其中镉(Cadmium，Cd)是土壤污染超标率最高的重金属元素之一。红麻(HibiscuscannabinusL.)是锦葵科木槿属的一年生韧皮纤维类经济作物，具有快速生长、巨大的生物量和较强的重金属耐受能力，是修复重金属污染土壤... 展开 我国土壤受重金属污染的问题十分突出，其中镉(Cadmium，Cd)是土壤污染超标率最高的重金属元素之一。红麻(HibiscuscannabinusL.)是锦葵科木槿属的一年生韧皮纤维类经济作物，具有快速生长、巨大的生物量和较强的重金属耐受能力，是修复重金属污染土壤的理想作物。丛枝菌根真菌(Arbuscularmycorrhizalfungi,AMF)可以通过与植物建立共生继而影响宿主的生长发育。另外，AMF在加快土壤中重金属元素的植物提取或者植物稳定中发挥重要作用。目前，还未见有关AMF在红麻Cd胁迫下作用机制的研究报道。 本研究通过利用微生物-植物联合修复土壤重金属污染这一理念，以红麻镉敏感品种“Zhe367”为宿主材料，接种物为聚丛根孢囊霉(Rhi-zophagusaggreratus)，开展AMF-红麻共生体系应对Cd胁迫下生长影响、Cd富集转运分析和生理生化响应机制研究。主要结果如下： 1.不同Cd浓度(0-50mg·kg-1)胁迫下，红麻的生长受到显著抑制，而接种AMF则显著提高了红麻的株高、茎粗、鲜重和干重。同时，在Cd浓度为50mg·kg-1处理下，菌根的依赖性最高。 2.不同Cd浓度处理下，接种AMF后红麻根、茎、叶中Cd含量较未接种AMF的红麻根、茎、叶中Cd含量显著降低。同时，接种AMF显著降低了红麻各组织中重金属Cd的富集系数和转运系数。 3.随Cd浓度的增加，未接种AMF的SOD、POD、CAT含量呈降低趋势，但接种AMF显著提升了红麻抗氧化酶的活性，增强活性氧清除能力。尤其是在50mg·kg-1Cd处理下，接种AMF后红麻叶片的SOD、POD、CAT含量分别较未接种的显著提高了104.09%、5.82%和30.12%；接种AMF红麻根系中SOD、POD、CAT含量分别较未接种的显著提高了49.13%、58.33%和50.61%。同时，接种AMF后有效降低了红麻各组织中的丙二醛含量，从而减轻了Cd胁迫对红麻的毒害作用。 4.不同Cd浓度胁迫显著影响了红麻各组织中N、P、Mg和Fe元素的吸收。与未接种AMF相比，接种AMF显著增加了Cd胁迫下红麻根系和叶片中的营养元素含量。尤其是在50mg·kg-1Cd处理下，接种AMF红麻叶片的N、P、Mg和Fe元素含量分别较未接种的显著提高了13.21%、9.40%、6.52%和32.85%；而红麻根系的N、P、Mg和Fe元素含量分别较未接种的显著提高了57.06%、12.28%、47.53%和52.62%。 5.镉胁迫影响了红麻的叶绿素合成、破坏光合作用及降低光合速率。与未接种AMF相比，接种AMF则提高了镉胁迫下红麻叶绿素含量、净光合和蒸腾速率，并且降低了叶片中胞间CO2浓度，促进了光合作用，有效缓解了重金属Cd对红麻生长发育的不良影响。 6.在不同Cd浓度胁迫下，接种AMF并与红麻根系形成共生后显著影响了红麻的根系形态以及根系细胞壁组分。在不同Cd浓度处理下，接种AMF后红麻的根总长、根体积和根直径分别较未接种AMF的显著提高；红麻根细胞壁中水溶性、螯合性和碱溶性果胶、半纤维素1和半纤维素2含量及纤维素含量均显著增加。 7.通过测定种植前后土壤中的理化性状变化发现，接种AMF对土壤全镉含量没有显著影响，但显著降低了有效镉含量；同时菌根共生后则提高了Cd污染土壤的pH值，增加了土壤中过氧化氢酶活性，促进了球囊霉素蛋白的分泌。 8.荧光定量PCR分析了Cd胁迫下与生长素调控基因HcGH3、醛酮还原酶HcAKR和低磷胁迫响应的关键转录因子HcPHR1的表达量。 综上所述，接种AMF对红麻Cd胁迫具有重要意义。 收起